离心力摆和具有离心力摆的液力变矩器的制作方法

本发明涉及一种离心力摆和一种具有所述离心力摆的液力变矩器，所述液力变矩器具有：围绕变速器输入轴设置的壳体；集成在所述壳体中的泵轮，其中所述壳体接收：相对于所述壳体以能扭转的方式布置的涡轮；在泵轮和涡轮之间作用布置的变矩器跨接离合器；和必要时扭振减振器。

背景技术：

离心力摆由机动车的驱动系中已公知。在此，支架件以能围绕一旋转轴线(例如内燃机的曲轴、变速器的变速器输入轴或类似物的旋转轴线)扭转的方式被接收。摆质量在周向上分布地布置在支架件上，所述摆质量以在垂直于旋转轴线的平面中相对于支架件摆动的方式悬置在支架件上。通过所述摆式悬置，摆质量在旋转的支架件的离心力场中构成一转速适配式扭振吸振器，其方式是：所述摆质量通过相应的偏转在扭矩峰值期间由驱动系吸收能量和在最小扭矩时提供能量。

例如wo2014/082629a1公开的那样，摆质量可在周向上分布地、在轴向上布置在构成支架件的两个侧部之间。替代地，如de102012221949a1公开的那样，摆质量部件可布置在支架件的两侧上。在此，在轴向上相对置的摆质量件通过连接装置彼此连接为摆质量，其中，连接装置穿过支架件的相应陷入的槽口。

离心力摆可如借助上述对比文件wo2014/082629a1，de102012221949a1公开的那样设置在单质量飞轮(例如由板材制成的单质量飞轮)上。例如由对比文件wo2014/023303a1和de102013201981a1公开的那样，一个或多个离心力摆可设置在一扭振减振器上，相应地在wo2014/114280a1中那样设置在一离合器盘上，相应地在ep2600030a1中那样设置在一液力变矩器上，设置在一摩擦离合器的壳体上或者设置在驱动系的类似位置上。

此外，机动车驱动系的液力变矩器是已知的并且优选地布置在内燃机和变速器之间。在此，为了机动车的起动，优选利用具有转矩增大的变矩器的转换器功能，其方式是通过内燃机的曲轴驱动的壳体的转矩通过泵轮被传递。在此，泵轮驱动涡轮，所述涡轮将转矩经由输出部件在支撑在导轮上的情况下传递到变速器的变速器输入轴上用于扭矩增大。在较高转速下，作用地布置在泵轮和涡轮之间的变矩器跨接离合器被闭合，使得在变矩器部件跨接的情况下扭矩直接从壳体经由输出部件传递到变速器输入轴上，并从而排除了在较高转速下变矩器部件的效率变差。

所使用的内燃机、例如4缸柴油发动机、具有高的旋转不均匀性，因而在变矩器的壳体中设置有一个或多个扭振减振器，所述扭振减振器根据其在变矩器跨接离合器打开和/或闭合情况下在壳体和输出部件之间或在涡轮和变矩器的输出部件之间的布置而起作用。在此，按照已知的方式，扭振减振器是具有输入部件和输出部件的组件，所述输入部件和输出部件能抵抗弹簧装置的作用受限地相对扭转。这种扭振减振器可包括多个减振器级，这些减振器级被彼此串联和/或并联地设置。

另外，为了改善内燃机的扭转振动的振动隔离，在变矩器的壳体中使用离心力摆是已知的，其与扭振减振器一起有效地集成在壳体中。例如wo2010/043194a1公开了一种液力变矩器，其具有多个在变矩器跨接离合器的打开和闭合状态下起作用的减振器组件和一离心力摆，其中所述离心力摆直接连接到涡轮。de19804227a1公开了一种变矩器，该变矩器具有布置在属于变矩器跨接离合器的扭振减振器上的补偿质量，所述补偿质量在摆滚子轨道上滚动。

技术实现要素：

本发明的任务是改进离心力摆和具有离心力摆的变矩器。特别地，本发明的任务在于，提出一种坚固耐用且低磨损的离心力摆。

所述任务通过权利要求1的主题得到解决。权利要求1的从属或者并列权利要求列举了权利要求1的主题的有利实施方式。

所建议的离心力摆包含围绕旋转轴线布置的摆滚子支架以及在周向上分布地布置在摆滚子支架上的摆滚子。摆滚子可例如构造为由板材制成的盘，并且可以是圆形、椭圆形、水滴形或类似形状。所述摆滚子被防失落地接收在摆滚子支架上。在摆滚子支架围绕旋转轴线旋转的离心力作用下，摆滚子通过滚动面与摆滚子支架的摆滚子轨道的滚动面形成滚动接触。优选地，摆滚子支架可两件式或更多件式地由盘状部件(如由板材制成的侧部件)形成，其中，摆滚子在轴向上在它们之间接收在彼此分开的各个摆动空间中。两个盘状部件彼此牢固地连接，例如铆接或焊接。一个或两个盘状部件被例如由曲轴或变速器输入轴旋转地驱动或者集成在动力单元中(例如在输入侧和/或输出侧上集成到离合器盘、变矩器、摩擦离合器、双离合器、电机或类似装置中)。

在离心力的作用下，摆滚子相对于摆滚子轨道移位，并在那里移位以缓冲扭转振动。关于摆滚子支架的旋转轴线设置的摆滚子以优选的方式在过低的离心力下受到对于向径向内部的径向移位的保护。为此可设置相应的止挡部，例如软止挡缓冲件、弹簧元件或类似物。

所建议的离心力摆在摆质量支架和摆滚子之间具有在周向上起作用的止挡减振装置。由此，摆滚子在摆滚子轨道上的滚动角度被弹性地限界，从而避免了硬止挡。这可使离心力摆的噪音减少并且离心力摆的使用寿命更长。

根据一有利的实施方式，离心力摆的摆滚子支架由至少两个盘状部件形成，摆滚子在支承区段中轴向地安置在所述至少两个盘状部件之间。在此，止挡减振装置可构造在轴向相对置地设于摆滚子支架中(例如在两个盘状部件中)的、在周向方向上弓形延伸的长孔和摆滚子的轴向配合到长孔中的销栓之间。在此，长孔的弓形构型被构造为使得摆滚子沿着在弹性端部止挡部之间的预定滚子轨道的运动不受阻碍。所述销栓或突出部可围绕有弹性体元件、例如弹性体环，所述弹性体环在两侧可敞开地或帽形地构造。弹性体元件在周向方向上在长孔的端部止挡部上与相应的壁接触，并因此弹性地限定摆滚子的滚子轨道。替代地或附加地，止挡缓冲件(例如弹性体元件、弹簧元件或类似物)可在长孔的周侧壁上弹性地限界滚子体的滚子轨道。

为了保护布置在销栓周围的弹性体元件，可用套筒(例如由硬塑料或金属制成)包套所述弹性体元件。所述套筒可在两侧是敞开的或具有帽形。

根据离心力摆的另一实施方式，所述离心力摆具有在盘状部件之间接收摆滚子的摆滚子支架，所述止挡减振装置可这样构造，其方式是所述摆滚子由一在端侧分别形成销栓的销和一围绕所述销的质量体形成。在此，所述销沿在轴向上穿过盘状部件的长孔。在此，在销和质量体之间设置弹性体元件。以这种方式，销的止挡部长孔的周侧壁上在销和质量体之间弹性地减振。

根据另一实施方式，止挡减振装置可设置在摆滚子和摆滚子轨道之间。为此，所述止挡减振装置可由布置在摆滚子的周缘上的环形弹性体元件构成，其中，所述弹性体元件在摆滚子的预定滚动角度上相对于摆滚子支架的摆滚子轨道在摆滚子轨道的凹槽中滚动，并且在超过所述滚动角度的情况下在摆滚子支架上止挡。在此，弹性体元件可在摆滚子的、与滚子轨道凹槽相对置的凹槽中被引导。替代地，所述弹性体元件可完全沉入所述凹槽中，并且径向上方由金属或硬塑料制成的导向环在相对置的凹槽中引导。

所述离心力摆按照至少一个预定的振动阶(例如内燃机的主振动阶)进行调谐。如果在内燃机中设置停缸，则离心力摆能够按照多个振动阶(即按照全部气缸数的振动阶以及按照具有剩余工作气缸的内燃机的振动阶)进行调谐。这可通过例如摆滚子的不同质量，不同的摆滚子轨道和/或类似特征进行设置。

根据一有利的实施方式，在摆滚子和盘状部件之间的至少一个接触区域可以是热处理和/或表面处理的。例如相应的接触区域(例如摆滚子的突出部、销和/或盘状部件的位于支承区段中的区域或整个构件)——盘状部件和/或摆滚子被硬化，优选被边缘层硬化。替代地或附加地，可在至少一个接触区域上设置覆层，例如金刚石类的碳(dlc)层。替代地或附加地，滚动表面的一部分或全部滚动表面可相应地进行热处理或表面处理。

所述盘状部件可以在支承区段中(其中摆滚子在周向上分布地布置)形成一对所有摆滚子而言公共的封闭式笼或对每个摆滚子而言单独的封闭式笼或例如通过盘状部件中的径向外部间隙或槽口敞开的笼。

所提建议的液力变矩器围绕一旋转轴线作用地布置在内燃机的曲轴与变速器的变速器输入轴之间。所述变矩器可包括一围绕变速器输入轴布置的壳体，例如圆环形壳体。所述壳体可支承在例如形成为管区段的导轮套管上，并相对于该导轮套管向外密封。所述壳体可由曲轴旋转驱动式地构造，其中在壳体中可集成有泵轮。为此，可在预成型的变矩器壳上接收有叶片，例如，悬置并且密封地焊接到壳体中。

涡轮通过保存在壳体中的液压流体(例如atf)被泵轮驱动。所述涡轮旋转锁合地与变速器输入轴连接。为此，泵轮用作变矩器的输入部件，涡轮用作变矩器的输出部件。在泵轮和涡轮之间，导轮可借助自由轮与壳体固定地被接收在例如导轮套管上。

为了跨接在泵轮和涡轮之间的液力耦合，设置有作用地布置在泵轮和涡轮之间的变矩器跨接离合器，所述变矩器跨接离合器在闭合状态下将扭矩流摩擦锁合地从壳体传递到变速器输入轴，在打开状态下切换所述泵轮和涡轮之间的液力耦合，并且在滑转状态下将扭矩分成通过变矩器跨接离合器传递的部分扭矩和通过液力耦合传递的部分扭矩。所述变矩器跨接离合器优选通过储存在壳体中的流体的流动或压力的改变来起作用。流体的流动通过相应的控制装置从外部控制并且可通过例如变速器输入轴中的开口、变速器输入轴和导轮套管之间的间隙和/或类似部件来供应和排出。所述变矩器跨接离合器可以是设置在壳体和涡轮之间的多片式离合器。

所述变矩器跨接离合器可以是布置在壳体和涡轮之间的摩擦离合器，例如多片式离合器或者由与对应摩擦面形成摩擦锁合的唯一的摩擦衬片形成。所述变矩器跨接离合器可包含一具有摩擦面的能轴向移位的活塞，所述活塞可与对应摩擦面形成摩擦锁合。在此，活塞可抗扭转地与涡轮连接并且与布置在壳体上的对应摩擦面形成摩擦锁合。替代地，活塞可抗扭转地与涡轮连接并且与涡轮的对应摩擦面形成摩擦锁合。

根据一有利的实施方式，所述变矩器跨接离合器布置在泵轮的外周缘和涡轮的外周缘之间。由此可节省附加构件，诸如变矩器跨接离合器的片、活塞和类似物。此外，通过省去这些构件有附加的轴向空间可被利用，使得变矩器可在轴向上特别窄地构造。以这种方式形成的变矩器跨接离合器的涡轮被如此刚性地设计，使得在变矩器跨接离合器上在涡轮叶片径向外部的摩擦锁合处出现的力可被传递。变矩器跨接离合器的操纵以优选的方式通过在涡轮壳两侧设置不同的流体流或差压来进行。涡轮能以可扭转的且可轴向受限移位的方式支承在变速器输入轴上。例如，所述支承可通过一套筒设置，所述套筒将变速器输入轴相对于涡轮密封，从而在涡轮与泵轮之间为一方且壳体的剩余体积为另一方之间调节不同的流体流或流动方向或压力差，以控制变矩器跨接离合器。

所述变矩器还包含所建议的离心力摆和可选的扭振减振器。为了改善扭转振动的隔振效果、改善离心力摆的保护、提高空间利用率等效果，特别是在构造具有在径向外部集成到涡轮和泵轮中的摩擦面的变矩器跨接离合器的情况下，离心力摆的摆质量或摆滚子可设置在变矩器跨接离合器的径向高度处。因此例如由于离心力摆和变矩器圆环面的轴向重叠可节省轴向安装空间。

根据所述变矩器的一有利的实施方式，摆滚子支架可接收在毂部上，例如与所述毂部铆接。所述毂部与变速器输入轴旋转锁合地连接并且具有例如内型廓、例如内齿部，其与外型廓、例如变速器输入轴的外齿部形成旋转锁合。

与变矩器的从输入部件到具有涡轮下游离心力摆的输出部件的作用方向相反，所述离心力摆可在轴向上布置在壳体的朝向曲轴的壁和涡轮之间，因此以几何布置方式布置在输入部件和涡轮之间。离心力摆的毂部在此可与变速器输入轴的端侧区段形成旋转锁合并且因此形成变矩器的输出部件。

在一优选的实施方式中，摆滚子支架多件式地构造。例如，摆滚子支架可由轴向引导摆滚子的第一盘状部件和具有摆滚子轨道的第二盘状部件(例如引导法兰)形成。这两个盘状部件可在此在摆滚子的径向内部在被引入到由盘状部件形成的工作空间中之后互相连接例如铆接。

在一有利的实施方式中，这两个互相连接的盘状部件中的第一个与所述毂部连接。

在涡轮和离心力摆之间的作用方向上可选地布置的扭振减振器具有输入部件，该输入部件与涡轮相连接、例如铆接。所述铆接的铆接圆优选设置在涡轮叶片的径向内部。输入部件可由环形板材件冲压和成型。在此，弹簧装置的元件(例如短的螺旋压力弹簧或弓形弹簧)可在径向外部围绕地设置在板材件上。扭振减振器的输出部件可与摆滚子支架直接连接或与毂部连接。以有利的方式，摆滚子支架和扭振减振器的输出部件可共同与所述毂部相连接、例如铆接。

具有变矩器跨接离合器、离心力摆和可选的扭振减振器的所述液力变矩器可构造为单独的安装单元，其在机动车驱动系组装期间被相应地装配在变速器输入轴上。

附图说明

将参考图1至7所示的实施例更详细地解释本发明。在此示出：

图1围绕旋转轴布置的变矩器的上部，

图2图1的离心力摆的局部视图，

图3相对于图1和图2的摆滚子改型的摆滚子的剖视图，

图4相对于图1和图2的离心力摆改型的具有改型的止挡减振装置的离心力摆的细节图，

图5相对于图1至4的离心力摆改型的具有改型的止挡减振装置的离心力摆的细节图，

图6相对于图1至5的离心力摆改型的具有改型的止挡减振装置的离心力摆的细节图，以及

图7图6的离心力摆的改型细节。

具体实施方式

图1示出了以能围绕变速器输入轴6的旋转轴线d扭转的方式设置的变矩器1的上部。所述壳体14接收泵轮3、涡轮10、变矩器跨接离合器9、离心力摆4和扭振减振器13，并且至少部分地填充有液压流体，以在运行期间建立泵轮3与涡轮10的液力耦合。

所述壳体14通过所述固定装置15借助一个挠性板或类似部件抗扭转地且在轴向上弹性地与内燃机的曲轴连接。泵轮3被集成在壳体14中。壳体14由变矩器壳16和具有轴向突头18的壁17形成，所述变矩器壳16和所述壁17在径向外部紧密地彼此连接、例如焊接。

变矩器跨接离合器9集成到所述涡轮10和所述泵轮3中。为此，涡轮10在径向上扩宽并具有离合器法兰19。在变矩器壳16的焊接到轴向突头18的突头21与泵轮3之间的过渡处，设置有环形区段20。在离合器法兰19和/或在环形区段20上设置有摩擦衬片22，例如设置纸衬片，其与变矩器跨接离合器9的对应摩擦面形成摩擦配合。变矩器跨接离合器9借助在涡轮10和泵轮3之间封闭的腔室23为一方与借助套筒24在变速器输入轴6与涡轮10之间与所述腔室23分开的腔室25为另一方之间的流体流而被操纵，其中所述流体流经由间隙26和变速器输入轴6的中空钻孔27被导入或导出。所述流体流以涡轮10的不同迎流速度流过腔室23,25，从而涡轮受到浮力并被打开。特别地，当变矩器跨接离合器9打开并滑转的情况下维持所述流体流。以特别有利的方式，在摩擦衬片22和/或其对应摩擦面中设置诸如冷却槽的槽，即使变矩器跨接离合器9闭合，所述槽也维持给定的流体流，从而在摩擦配合的区域中冷却变矩器跨接离合器9。

所述离心力摆4在腔室25中在轴向上布置在壁17与涡轮10之间，并且基本上占据直至轴向突头18a的内周面的径向可用空间。所述离心力摆4用作变矩器1的输出部件，并且具有分布在周向上的摆滚子29和具有摆滚子支架30。所述摆滚子支架30由两个盘状部件31,32形成，这两个盘状部件31,32通过铆钉33在摆滚子29的径向内部相互连接。在铆钉33的径向外部形成的支承区段34接收在周向上分布地布置的摆滚子29。摆滚子29具有轴向扩宽的销栓49，所述销栓49在径向上延伸到盘状部件31,32的弓形长孔36中。所述销栓49和长孔36沿其在摆滚子轨道35上的运动形成摆滚子29的止挡部，并由此限制其滚动角度。所述止挡部在形成止挡减振装置50时弹性地减振。为此，环形弹性体元件51被接收在销栓49上，该弹性体形成相对于长孔36周壁的软止挡。在此，长孔36的弓形形状遵循摆滚子轨道35的形状，从而销栓49在摆滚子29的允许滚动角度范围内在长孔36中的周侧止挡部之间基本上无接触地运动。

毂部5与变速器输入轴6的端侧端部区域转动锁合地连接、例如啮合，并且接收离心力摆4。为此，像可选的扭振减振器13的输出部件37那样，摆法兰31通过同一个铆钉38a被接收在毂部5的径向扩宽的毂法兰38上。所述扭振减振器13的输出部件37和通过铆钉40与涡轮10连接的输入部件39能抵抗在周向上分布布置的弹簧元件41(例如螺旋压力弹簧)的作用而相对于彼此围绕旋转轴线d相对扭转，使得扭转振动减振器13对如下余留的振动进行减振，所述余留的振动在泵轮3和涡轮10之间的液压耦合之后以及在通过涡轮质量的吸振功能之后依旧存在。设置在下游的离心力摆4再次消减在扭振减振器13之后的依旧存在的扭转振动。

扭振减振器13在径向上以节省空间的方式接收在涡轮10的收敛部42的区域中，在其在变速器输入轴6上的支承结构与其具有叶片43的最大轴向延伸范围的腹部之间。在此，输入部件39在弹簧元件41的直径外部以围绕弹簧元件至少搭接其外直径的方式布置，使得它们被径向支撑并且被轴向防失落地接收在输入部件39中。

为了完整起见应该提到的是，为了在不同的转速情况下的转矩增大，在泵轮3和涡轮10之间设置有导轮46，导轮46借助自由轮47被接收在导轮套管48上。

图2以视图示出了图1的离心力摆4的细节。所述盘状部件31具有分布在周向上的长孔36，摆滚子29的销栓49与包围所述销栓49的弹性体元件51在摆滚子29在盘状部件31的摆滚子轨道35上滚动运动期间在长孔中移位。长孔36复制摆滚子轨道35的走向，并具有带周侧止挡部52的壁，所述周向止挡部52通过经由弹性体元件51的中间位置来止挡销栓49而对摆滚子29的滚动角度进行弹性限界和减振。

图3示出了图1和图2的离心力摆4中所示的摆滚子29改型后的摆滚子29a的剖视图。在对此的改型中，摆滚子29a具有轴向扩宽的销栓49a，所述销栓49a由被套筒53a在径向外部包围的弹性体元件51a围绕。套筒53a用于保护弹性体元件51a并且可由比弹性体元件51a更硬的塑料材料或由金属制成。套筒53a可被压制到弹性体元件上或与弹性体元件材料锁合地连接、例如通过硫化处理。

图4示出了相对于图1和图2的离心力摆4改型的离心力摆104的局部视图。与离心力摆4相比，离心力摆104的摆滚子129具有无弹性体元件的销栓149。为了形成止挡减振装置150，长孔136的止挡部152设置有弹性体元件151。它们借助侧凹部与盘状部件131牢固地连接，所述侧凹部具有盘状部件131槽口154式的接头155。

图5示出类似于图1,2和4中的离心力摆4,104的离心力摆204的上部。在对此的改型中，在离心力摆204中，摆滚子229由销256、质量体257以及弹性体251多件式地构成。所述销256在轴向上穿过盘状部件231,232的长孔236，并且在形成止挡减振装置250的情况下在其周缘上接收弹性体元件251。质量体257弹性地接收在弹性体元件251的外周缘上，质量体在盘状部件231的摆滚子轨道235上滚动并且在离心力影响下与其形成滚动接触，所述滚动接触通过销256在长孔236的周侧止挡部上的止挡被限界。

图6以截面图示出相对于图1,2,4和5的离心力摆4,104,204改型的离心力摆304的上部。在离心式摆304中取消盘状部件中的长孔，从而在必要情况下由盘状部件331,332设置用于摆滚子329的闭合式笼。例如在所示的实施例中，盘状部件331,332之间存在的间隙通过焊缝358封闭。所述止挡减振装置350形成在摆滚子329和摆滚子轨道335之间。为此，在摆滚子329和滚子轨道335中设有相对置的凹槽359，360，所述弹性体元件351在所述凹槽之间起作用。所述弹性体元件351可用作轴向引导件并且在盘状部件331，332之一上在摆滚子轨道335的端部处形成用于限制摆滚子329在两个周向方向上的滚动角度的弹性止挡部。

为了改善摆滚子329相对于摆滚子轨道335的轴向引导，如图7中详细示出的那样，在凹槽359，360之间可设置由例如塑料或金属制成的闭合或敞开的环形部件361，所述环形部件在弹性体元件351a的径向外部被接收在所述摆滚子329的凹槽359中。在此，当达到摆滚子329的最大滚动角度时，环形部件361形成相对于一个或两个盘状部件331,332的止挡部。

附图标记列表

1变矩器

3泵轮

4离心力摆

5毂部

6变速器输入轴

9变矩器跨接离合器

10涡轮

13扭转减振器

14壳体

15固定装置

16变矩器壳

17壁

18突头

19离合器法兰

20环形区段

21突头

22摩擦衬片

23腔室

24套筒

25腔室

26间隙

27中空钻孔

29摆滚子

29a摆滚子

30摆滚子支架

31盘状部件

32盘状部件

33铆钉

34支承区段

35摆滚子轨道

36长孔

37输出部件

38毂法兰

38a铆钉

39输入部件

40铆定

41弹簧元件

42收敛部

43叶片

46导轮

47自由轮

48导轮套管

49销栓

49a销栓

50止挡减振装置

51弹性体元件

51a弹性体元件

52止挡部

53a套筒

104离心力摆

129摆滚子

131盘状部件

136长孔

149销栓

150止挡减振装置

151弹性体元件

152止挡部

154槽口

155接头

204离心力摆

229摆滚子

231盘状部件

232盘状部件

235摆滚子轨道

236长孔

250止挡减振装置

251弹性体元件

256销

257质量体

304离心力摆

329摆滚子

331盘状部件

332盘状部件

335摆滚子轨道

350止挡减振装置

351弹性体元件

351a弹性体元件

358焊缝

359凹槽

360凹槽

361环形部件

d旋转轴线

d旋转轴线